二氧化硫性質實驗的改進

文章編號：1005－6629(2008)05－0013－02中圖分類號：G633.8文獻標識碼：C

二氧化硫的演示實驗是高一化學教學中的必做實驗，為了克服某些不足，我進行了以下改進。

1 實驗儀器、藥品

集氣瓶、分液漏斗、小試管、酒精燈、氣球、三通管、玻璃導管若干、橡膠塞(2個)、 止水夾、醫用一次性注射器(2個)、 鐵架臺；一定濃度的H2SO4溶液、BaCl2溶液、Na2SO3粉末、3%的H2O2溶液、苯、pH試紙、浸有品紅試液的濾紙(自制品紅試紙)。

2 實驗裝置

3實驗步驟及現象

(1)首先打開止水夾，然后滴加硫酸溶液，硫酸與N2SO3接觸后迅速反應，放出大量的SO2氣體。此時觀察不到BaCl2溶液中出現氣泡的現象，而是清楚地發現氣球在逐漸鼓起，隨著氣體的產生，pH試紙迅速變紅，品紅試紙逐漸褪色。

(2)關閉止水夾后會發現BaCl2溶液中持續產生氣泡，隨著氣體的不斷產生，瓶內氣體產生的壓強使液體不斷被壓入開口的長玻璃導管中(見附圖)。片刻后，用注射器將H2O2注入長玻璃導管，為了使H2O2順利進入BaCl2溶液，再次打開止水夾，瓶內壓強減小，水柱下降，溶液出現渾濁，產生白色沉淀。用另一注射器再注入稀HCl溶液，發現沉淀不溶。

(3)等品紅試紙紅色褪盡后，用酒精燈在導管下對準加熱，一小會兒試紙就恢復紅色。移走酒精燈，試紙又會漸漸褪去紅色。

4 實驗設計意圖

(1)這是一個系列實驗，為了使實驗裝置簡單化，采用套管將氣體制備及若干性質實驗放在一個瓶中進行。

(2)如何做到既能控制實驗步驟，又能現象明顯呢？設計時采用止水夾與三通管進行巧妙配合：首先打開止水夾，SO2氣體由于受下面液體產生的阻力，很難進入BaCl2溶液中，使氣體大量進入集氣瓶而通往氣球，試紙周圍有足夠的SO2氣體后，很快變色，現象明顯；接著關閉止水夾，氣體只能沿著三通管的另一端，進入溶液中，這樣使SO2氣體迅速溶于液體中。

(3)如何克服關閉止水夾時，引起壓強增大，氣體無路可走的問題？采用開口的長玻璃導管來克服這個難題。在這里它不僅將完成向溶液中引入H2O2和稀鹽酸的作用，還起到了緩解瓶內壓強的安全裝置的作用。

(4)尾氣處理采用氣球收集，既可防止污染，簡化裝置，又起到檢查氣密性的作用。

(5)由于受著“CO2通入BaCl2溶液中不產生白色沉淀”的慣性思維的影響，類比到“將SO2通入BaCl2溶液中也不會產生白色沉淀”。致使開始設計本實驗時，將分液漏斗下端的小試劑瓶設計成敞口裝置，也未考慮到用苯液封。想利用生成的SO2不使BaCl2溶液渾濁，再滴加H2O2溶液后出現渾濁的現象來驗證亞硫酸既是弱酸，又具有較強還原性這一性質。

但在實驗過程中，出現了意想不到的現象：當SO2通入BaCl2溶液后，溶液中出現了明顯的白色渾濁物，且通入SO2的時間越長，渾濁現象越明顯。起先我懷疑實驗室的BaCl2溶液可能混有雜質，于是加入稀鹽酸，結果沉淀不溶解，也無氣體產生。后改用新瓶裝的分析純BaCl2重新配成溶液進行實驗。出乎意料，溶液中仍出現相同的實驗現象，將實驗所得的少量白色沉淀過濾提取后，再加入稀鹽酸，沉淀沒有明顯變化。據此作出判斷此沉淀不是BaSO3，而是BaSO4。

由此得出，沉淀產生應該是氧氣造成的。 (SO2+H2O=H2SO3，2H2SO3+O2=2H2SO4，H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl)類比實驗室制取氫氧化亞鐵，再根據演示簡單化的原則，進行了如下改進：①用蒸餾水新制BaCl2溶液，煮沸，冷卻，裝入集氣瓶中。②及時滴加少量苯液封，使之與空氣盡可能隔絕。③先進行SO2與品紅試紙、pH試紙的反應，從而很好地借用SO2驅趕走殘留小試管中的空氣，有效地減少了SO2通入BaCl2溶液而被氧化的可能。④利用導管將SO2直接通入BaCl2溶液中，減少氣體接觸空氣的機會。改進后再次試驗，驚喜地發現，BaCl2溶液中不再產生渾濁現象！

5 對改進實驗的評價

(1)能有效防止SO2對空氣的污染，有助于讓學生潛移默化地形成環保意識。

(2)操作簡便，藥品用量少，實驗現象明顯，成功率高。

(3)該裝置有效克服了由于受O2的影響而造成SO2與BaCl2溶液反應失真的現象，真實地反映了實驗事實。

參考文獻：

[1]鄭長龍.化學實驗教學新視野[M].北京：高等教育出版社，2003.

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